泵用機(jī)械密封泄漏的故障分析及處理

段倫剛

山東鋼鐵集團(tuán)有限公司 山東濟(jì)南 250000

機(jī)械密封是一種旋轉(zhuǎn)機(jī)械的軸封裝置，它是由至少一對垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面在流體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)彈力（或磁力）的作用以及輔助密封的配合下保持貼合并相對滑動(dòng)而構(gòu)成的防止流體泄漏的裝置。由于機(jī)械密封具有泄漏量少、功耗小、使用壽命長、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)，因此在冶金、石油、化工企業(yè)工業(yè)泵中得到了廣泛的應(yīng)用。但是在轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備故障中，因機(jī)械密封泄漏而導(dǎo)致停機(jī)檢修的約占設(shè)備總量的50%左右，可見機(jī)械密封維修工作量較大。對于工業(yè)企業(yè)泵用機(jī)械密封的故障的因素進(jìn)行分析，并根據(jù)影響提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施，提出一些對節(jié)能降耗的建議，從而對泵用機(jī)械密封組的設(shè)備進(jìn)行改造，提高設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和運(yùn)行效益[1]。

1 機(jī)械密封的原理

機(jī)械密封又叫端面密封，它是一種旋轉(zhuǎn)機(jī)械的軸封裝置，指由至少一對垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面，在液體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)彈力（或磁力）的作用以及輔助密封的配合下，保持貼合并相對滑動(dòng)而構(gòu)成的防止流體泄漏的裝置。機(jī)械密封廣泛應(yīng)用于泵、壓縮機(jī)及其他類似設(shè)備的旋轉(zhuǎn)軸的密封，能起到提高機(jī)器效率、降低能耗，減少泵設(shè)備的內(nèi)漏、外漏和穿漏，提高機(jī)器容積效率的作用。

機(jī)械密封通常由動(dòng)環(huán)、靜環(huán)、壓緊元件和密封元件組成。其中動(dòng)環(huán)隨泵軸一起旋轉(zhuǎn)，動(dòng)環(huán)和靜環(huán)緊密貼合組成密封面，以防止介質(zhì)泄漏。動(dòng)環(huán)靠密封室中液體的壓力使其端面壓緊在靜環(huán)端面上，并在兩環(huán)端面上產(chǎn)生適當(dāng)?shù)谋葔汉捅３忠粚訕O薄的液體膜而達(dá)到密封的目的。壓緊元件產(chǎn)生壓力，可使泵在不運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，也保持端面貼合，保證密封介質(zhì)不外漏，并防止雜質(zhì)進(jìn)入密封端面。密封元件起密封動(dòng)環(huán)與軸的間隙、靜環(huán)與壓蓋的間隙的作用，同時(shí)彈性元件對泵的振動(dòng)、沖擊起緩沖作用。機(jī)械密封在實(shí)際運(yùn)行中是與泵的其它零部件一起組合起來運(yùn)行的，機(jī)械密封的正常運(yùn)行與它的自身性能、外部條件都有很大的關(guān)系。但是我們要首先保證自身的零件性能、輔助密封裝置和安裝的技術(shù)要求，使機(jī)械密封發(fā)揮它應(yīng)有的作用。

2 泵用機(jī)械密封運(yùn)行中的密封泄露故障解決的方案

泵用機(jī)械密封泄漏原因復(fù)雜多樣，不利于設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行和節(jié)能降耗，故進(jìn)行科學(xué)有效的檢修十分必要。

2.1 盡量避開檢修誤區(qū)

在泵用機(jī)械密封檢修過程中，常常面臨若一定的誤區(qū)，如：越緊的動(dòng)環(huán)密封圈反而會影響密封效果，過大的彈簧壓縮量容易造成密封失效，越緊的葉輪頓緊螺母可能會引發(fā)墊圈提前失效，過緊的靜環(huán)密封可因發(fā)生偏磨而過早失效等等，而且在原因不明的情況下，并不建議一定要急于拆修或更換新的密封零件，降低引發(fā)新泄漏風(fēng)險(xiǎn)的概率。因此為保險(xiǎn)起見，我們在對泵用機(jī)械密封進(jìn)行檢修時(shí)，必須認(rèn)清上述誤區(qū)，并熟練掌握其基本結(jié)構(gòu)和工作特點(diǎn)予以合理選型、規(guī)范安裝和科學(xué)使用管理[2]。

2.2 明確清理檢查重點(diǎn)

泵用機(jī)械密封要求內(nèi)部無雜質(zhì)，零部件無損，故動(dòng)環(huán)、靜環(huán)、軸套等結(jié)構(gòu)需要徹底清理干凈，并重點(diǎn)檢修：動(dòng)靜環(huán)是否存在裂紋、劃痕等缺陷；檢查動(dòng)靜環(huán)座與密封圈是否存在傷痕，補(bǔ)償彈簧是否變形或損壞或者倔強(qiáng)系數(shù)偏大偏小，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除異常隱患；密封軸套的溝痕、毛刺缺陷，密封膠圈的氣孔、裂紋缺陷和直徑偏差，螺旋線斷線、裂紋等缺陷等均易引發(fā)密封泄漏，故應(yīng)重點(diǎn)檢查和維修。

2.3 嚴(yán)格校核組裝尺寸

由于泵用機(jī)械密封檢修相對復(fù)雜，若要確保機(jī)械密封良好無泄漏，必須對其密封尺寸進(jìn)行嚴(yán)格的校核，以免因零部件松脫或者偏緊影響密封效果。一般情況下，動(dòng)靜環(huán)硬摩擦密封面的徑向?qū)挾葢?yīng)比軟質(zhì)材料大1-3mm，動(dòng)環(huán)內(nèi)徑大于軸徑0.5-1mm，靜環(huán)內(nèi)徑大于軸徑1-2mm，以此對軸的偏斜與振動(dòng)有所補(bǔ)償，防止因密封圈卡入破壞密封；合理校正密封緊力，保持合適的端面比壓，以免因偏小導(dǎo)致泄漏或因偏大加重摩擦，具體應(yīng)視靜環(huán)與壓蓋端面、動(dòng)環(huán)與壓蓋端蓋之間的垂直距離差值情況而定；準(zhǔn)確測量補(bǔ)償彈簧、防轉(zhuǎn)哨子長度、鑄孔深度等等，若發(fā)現(xiàn)異常并采取有效的補(bǔ)救措施。

2.4 科學(xué)解決泄漏問題

針對泵用機(jī)械密封已經(jīng)暴露的泄漏問題。則應(yīng)采取針對性的檢修措施，如對于由動(dòng)靜環(huán)端面變形引發(fā)的密封泄漏，可拆開端面檢查是否存在過熱變形，必要時(shí)子以更換，并進(jìn)行規(guī)范裝配；若因選材不當(dāng)致使輔助密封介質(zhì)失彈，建議選擇與泵用機(jī)械密封要求相匹配的密封部件；對于磨損嚴(yán)重的端面、存在的水垢、超標(biāo)的泵軸撓度等可采取更換、清潔、修復(fù)等措施：對于突發(fā)性密封泄漏，要在明確成因和故障定位后更換新的機(jī)械密封；對于泵停啟過程中的真空狀態(tài)造成的密封泄漏，建議配用雙瑞面密封，以期通過潤滑條件的改善強(qiáng)化密封性能；對于壓力波和高壓引發(fā)的密封泄漏，可以盡量選擇陶瓷、硬質(zhì)合金等強(qiáng)度好、耐壓的材料。結(jié)合冷卻潤滑方法，選擇可變形的鍵、銷等傳動(dòng)方式等，以此降低泵用機(jī)械密封泄漏的不利影響。

2.5 提高機(jī)械密封運(yùn)行周期的措施

（1）維修復(fù)位的質(zhì)量控制“瞬時(shí)密封失效”（即實(shí)際工作壽命小于一天）過去常常出現(xiàn)。原因大多是由于技術(shù)人員對引進(jìn)設(shè)備技術(shù)要求掌握不透，這對裝配像密封組件這樣的精密部件是非常困難的，這種困難是造成機(jī)械密封“瞬時(shí)失效”的主要原因。提高檢修人員的技術(shù)水平，加強(qiáng)對機(jī)械密封的安裝質(zhì)量控制，機(jī)械密封使用壽命明顯提高。

（2）加強(qiáng)運(yùn)行操作的控制在工廠運(yùn)行階段，經(jīng)常有停車、運(yùn)行和起動(dòng)的變化，使得泵運(yùn)行介質(zhì)中的顆粒等雜質(zhì)進(jìn)入機(jī)械密封的摩擦端面中，從而將端面磨損。因此減少開停車次數(shù)及減小運(yùn)行條件變化，機(jī)械密封壽命也隨之提高[3]。

（3）密封水系統(tǒng)的改造密封水是影響機(jī)械密封壽命的重要因素之一。在泵類中，密封水不是工作液而是密封水冷卻液，針對不同工況條件，對密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，如在密封水系統(tǒng)出口處增加了一道節(jié)流孔板，從而增大了密封水壓力，減少了密封水流量。在密封水系統(tǒng)進(jìn)口處增加了一道節(jié)流孔板，從而減小了密封水壓力及流量等。

3 結(jié)語

以上簡單研究了機(jī)械密封在通用離心泵上泄漏原因和處理方法，以后遇到機(jī)械密封的故障問題，首先要考慮機(jī)械密封本身的影響因素，然后還要考慮機(jī)械密封外部的一些影響因素。比如：在分析機(jī)械密封的質(zhì)量事故的原因時(shí)，要考慮到泵的其它零部件對機(jī)械密封運(yùn)行的影響，對重要機(jī)械產(chǎn)品的密封裝置，要增加保護(hù)措施，為設(shè)備的密封裝置創(chuàng)造一個(gè)良好的外部條件，增加對密封裝置輔助系統(tǒng)的重要作用的認(rèn)識，盡可能配備完善的密封輔助系統(tǒng)，以提高密封效果，延長使用壽命。